School of Energy Systems
Energiatekniikan koulutusohjelma
BH10A0202 Energiatekniikan kandidaatintyö
LIUSKEÖLJYN TUOTANTO JA VAIKUTUS ÖLJYMARKKINOIHIN
TIGHT OIL PRODUCTION AND IMPACT ON THE OIL MARKET
Työn tarkastaja: Kari Myöhänen Työn ohjaaja: Kari Myöhänen Lappeenranta 7.5.2020
Aaron Lehmus
Opiskelijan nimi: Aaron Lehmus School of Energy Systems
Energiatekniikan koulutusohjelma Opinnäytetyön ohjaaja: Kari Myöhänen Kandidaatintyö 2020
32 sivua, 15 kuvaa ja 3 taulukkoa
Hakusanat: liuskeöljy, raakaöljy, öljymarkkinat
Tässä työssä perehdytään liuskeöljyn tuotantoon, tuotannon tekniikkaan, ympäristövaikutuksiin sekä arvioidaan liuskeöljyn vaikutuksia globaaleihin öljynmarkkinoihin. Työ on koostettu alaan liittyvästä kirjallisuudesta sekä julkisesti saatavilla olevasta datasta.
Liuskeöljy on epäkonventionaalista öljyä, joka on varastoitunut huonon läpäisevyyden omaavaan maa-ainekseen. Liuskeöljyn tuotannon on tehnyt mahdolliseksi kaksi tekniikkaa: vaakaporaus ja vesisärötys. Tuotantoprosessissa porataan ensin pystysuora reikä, joka sen jälkeen muutetaan vaakasuuntaiseksi. Tällä tavalla päästään käsiksi suurempaan osaan esiintymän resursseista. Porauksen jälkeen maaperään pumpataan kovalla paineella särötysnestettä, joka muodostaa halkeamia, joista öljy pääsee ulos.
Tuotannon ympäristövaikutukset ovat herättäneet vastustusta alaa kohti. Prosessissa käytetään runsaasti vettä ja kemikaaleja.
Liuskeöljyn tuotanto on tällä hetkellä keskittynyt suurimmaksi osaksi Yhdysvaltoihin.
Liuskeöljy on vienyt markkinaosuutta konventionaalisen öljyn tuottajilta, ja USA on noussut maailman suurimmaksi raakaöljyn tuottajaksi. Öljymarkkinat kuitenkin koostuvat monista tekijöistä ja liuskeöljy on vain pieni osa niistä. Liuskeöljy on vaikuttanut USA:n WTI-öljyn vertailuhintaan, mutta sillä ei ole merkittävästi vaikutuksia globaaliin hintaan. Tuotanto on kalliimpaa kuin perinteinen öljyntuotanto, mutta hinta on tullut alaspäin tekniikan kehittyessä. Liuskeöljyn tuotanto on alttiimpi öljyn hinnan vaihteluille kuin perinteinen tuotanto.
Tiivistelmä 2
Sisällysluettelo 3
1 Johdanto 4
2 Liuskeöljy 5
3 Liuskeöljyn tuotanto 7
3.1 Tunnetut varat ... 9
4 Tekniikka 13 4.1 Poraus ... 13
4.2 Särötys ... 15
5 Ympäristövaikutukset 17 5.1 Vedenkäyttö ... 17
5.2 Vesistöjen pilaantuminen ... 17
5.3 Kemikaalit ... 18
5.4 Ilmansaasteet ... 18
5.5 Maanjäristykset ... 18
6 Liuskeöljy öljymarkkinoilla 20 6.1 Öljyn hintakriisit ... 20
6.2 Muutos markkinarakenteessa ... 21
6.3 Vaikutukset öljyn hintaan ... 22
6.4 Liuskeöljyn tuotannon kehitys ... 24
6.5 Tuotannon kannattavuus ... 26
6.6 Voittajat ja häviäjät ... 28
7 Tulevaisuudennäkymät 30
Yhteenveto 32
Lähdeluettelo 33
1 JOHDANTO
Ihmiskunta on tällä hetkellä suuresti riippuvainen öljystä ja sen kysyntä on kasvanut tasaisesti vuosien saatossa. Vuonna 2019 maailmassa kulutettiin keskimäärin 100 miljoonaa barrelia öljyä päivässä (EIA 2020h). Kasvava öljyn kysyntä houkuttelee uusia öljyntuottajia alalle ja myös hyödyntämään vaikeammin saatavissa olevia resursseja.
Tässä kandidaatintyössä perehdytään liuskeöljyn tuotantoon, tuotannon tekniikkaan ja ympäristövaikutuksiin. Lisäksi arvioidaan liuskeöljyn tuotannon vaikutusta globaaleihin öljymarkkinoihin. Työ perustuu alan kirjallisuuteen ja julkiseen dataan.
Liuskeöljyn tuotannon kasvun taustalla on teknologinen kehitys ja optimaaliset olosuhteet. Työssä keskitytään lähinnä Yhdysvaltojen liuskeöljyn tuotantoon, sillä se on tällä hetkellä ainoa maa, jolla on merkittävää tuotantoa.
2 LIUSKEÖLJY
Liuskeöljy on tavallista nestemäistä raakaöljyä ja on muodostunut samalla tavalla kuin tavanomainen öljykin eli ajan saatossa maan alle hautautuneista kasveista ja eliöistä.
Liuskeöljy kuitenkin eroaa raakaöljystä, koska se on varastoitunut maaperän kerroksiin.
Liuskeöljyn varastona toimiva maaperä on yleensä savikiveä, silttikiveä, kalkkikiveä tai tiivistä hiekkakiveä. Maaperän huonon läpäisevyyden takia öljy varastoituu maaperässä esiintyviin huokosiin ja halkeamiin. Tämän takia öljyä ei voida pumpata samalla tavalla kuin tavanomaista raakaöljyä. Liuskeöljy luetellaankin epäkonventionaaliseksi resurssiksi. (Zhang et al. 2016)
Liuskeöljyä ei pidä kuitenkaan sekoittaa öljyliuskeeseen. Varsinkin englanninkielisessä kirjallisuudessa öljyliuskeeseen viitataan usein sanalla ”oil shale” ja öljyliuskeesta saatavaan öljyyn sanalla ”shale oil”. Öljyliuske on kerogeenia sisältävää kiveä.
Kerogeenista voidaan valmistaa öljyä pyrolyysilla. Tässä työssä kuitenkin keskitytään maaperän halkeamiin varastoituneeseen öljyyn. Tämäntapaisen liuskeöljyn englanninkielinen termi on ”tight oil”. (Maugeri 2013)
Liuskeöljy eroaa tavallisesta raakaöljystä myös sen tiheyden vuoksi. Öljyn tiheys ilmoitetaan asteissa °API. Asteikko saa nimensä American Petroleum Instituten API:n mukaan. Se kertoo öljyn suhteellisen tiheyden veteen verrattuna. Mitä alempi luku on, sitä raskaampaa öljy on. Kevyt raakaöljy on API asteissa yli 31, keskiraskas on 22 ja 31 välissä ja raskas alle 22 astetta. Toinen öljyn laatua määrittelevä ominaisuus on rikkipitoisuus. Pitoisuuden ollessa alle 0,5 % kutsutaan öljyä makeaksi. Liuskeöljyn asteluku on tyypillisesti 40-45 °API ja rikkipitoisuus alle 0,5 %, joten se on kevyttä ja makeaa. (Olsen 2015) 45 API astetta on tiheydeltään noin 800 kg/m3.
Raakaöljystä valmistetaan useita tuotteita tislaamalla. Raakaöljystä suurin osa menee liikenteen käyttöön autojen, lentokoneiden ja laivojen polttoaineeksi. Lisäksi raakaöljystä valmistetaan raaka-aineita eri teollisuuksien käyttöön. Tislausprosessissa syntyy esimerkiksi bitumia, jota käytetään asfaltissa, nestekaasua grillaukseen, rikkiä
kaivosteollisuudelle ja muoviteollisuudelle polyeteeniä ja polypropeenia. Lisäksi prosessista saadaan aineita, joita käytetään muun muassa maalien ja lääkkeiden valmistuksessa sekä elintarviketeollisuudessa. (Tekniikan maailma 2019)
Alla olevassa kuvassa on esitetty Yhdysvaltojen raakaöljybarrelista valmistettavien tuotteiden prosentuaalinen osuus. Yhdestä barrelista tulee noin 45 gallonaa eli noin 170 litraa öljytuotteita. Kuvasta nähdään, että bensiini- ja dieselautojen polttoaineeksi sekä lentoliikenteen käyttöön valmistetaan noin kolme neljäsosaa barrelista.
Kuva 1. USA:n raakaöljyn käyttökohteet vuonna 2018. (EIA 2019a)
Öljystä on siis vaikea päästä eroon sen monien käyttökohteiden takia. Vuonna 2018 maailmassa tuotettiinkin noin 83 miljoonaa barrelia päivässä eli noin 13 miljardia litraa päivässä. Vuodessa tämä tekee noin 30 miljardia barrelia. (EIA 2020d)
77 % 14 %
5 %2 %2 %
Polttoaine Muut tuotteet Hiilivetykaasut Jäännösöljy Lämmitys
3 LIUSKEÖLJYN TUOTANTO
Liuskeöljyä on tuotettu kymmeniä vuosia, mutta vasta viime vuosikymmenellä tuotanto on nostanut selvästi päätään. Tuotanto on tällä hetkellä keskittynyt lähinnä USA:han.
Muita maita, joissa on hieman liuskeöljyn tuotantoa ovat Kanada, Argentiina ja Venäjä.
Kokeiluja on suoritettu myös Kiinassa, Etelä-Afrikassa ja Ukrainassa, mutta tulokset eivät ole olleet kannustavia. (Gould & McGlade 2019)
USA:ssa tuotanto on kuitenkin lisääntynyt tasaisesti. Liuskeöljyn tuotannon menestykseen Yhdysvalloissa on monia tekijöitä. Ensinnäkin teknologia on kehittynyt huimasti. Liuskeöljyn ja -kaasun on tehnyt kannattavaksi pääasiassa kaksi teknologiaa:
vesisärötys ja vaakasuuntainen poraus. Porauskalustossa ja resurssien paikantamisessa on myös kehitytty. Teknologian kehitys ei kuitenkaan yksinään ole vastuussa tuotannon lisääntymisestä, vaan taustalla on myös rakenteellisia muutoksia. Alalle on tullut useita uusia pienempiä toimijoita, jotka osaltaan käynnistivät liuskeresurssien tuotannon. Yhtiöt saivat rahallista tukea valtiolta vuoden 2008 taantuman jälkeen käynnistetyn elvytyspolitiikan vuoksi. Tämä ja suhteellisen korkea ja tasainen öljyn hinta vuosina 2011-2014 auttoivat Yhdysvaltain liuskeöljyn ja -kaasun tuotannon laajentumisessa.
(Peach & Adkisson 2017)
Myös USA:n lainsäädäntö ja infrastruktuuri tekevät tuotannosta houkuttelevaa. Oikeudet maan alla oleviin resursseihin ovat maanomistajalla, joka voi vuokrata tai myydä maitaan öljy-yhtiöille korvausta vastaan. (Alquist & Guenette 2013) USA:ssa esiintymät ovat esimerkiksi Eurooppaan verrattuna keskittyneet harvemmin asutuille alueille, minkä takia tuotantomääriä voidaan kasvattaa täysin omassa mittakaavassaan. Yhdysvaltain historia öljynporauksen parissa on myös auttanut. Maalla on suurissa määrin tarvittavaa teknologiaa ja osaamista. Mittava putkistoverkosto, varastot ja jalostamot tekevät uusien löydösten hyödyntämisen nopeaksi ja kustannustehokkaaksi. Liuskeöljykaivot ovat tuottavuudeltaan kohtalaisen lyhytikäisiä kuten kuvasta 2 huomataan, joten uusien kaivojen jatkuva poraaminen on välttämätöntä suurten tuotantomäärien ylläpitämiseksi.
(Maugeri 2013) Vuonna 2019 kaivoja saatiin tuotantoon yhteensä 15807 kappaletta ja
uusia kaivoja, jotka porattiin, mutta ei otettu vielä käyttöön syntyi 98037 kappaletta (EIA 2020c). Vuonna 2019 maailmalla oli keskimäärin 2177 aktiivista öljynporausyksikköä.
Yhdysvalloissa oli 944 eli hieman yli 43 % (Baker Hughes 2020).
Kuva 2. Liuskeöljyn keskimääräinen tuotanto uudessa kaivossa valituilla alueilla, barrelia/päivä.
(EIA 2018a)
USA:n raakaöljyn tuotanto vuonna 2019 oli keskimäärin 12,2 miljoonaa barrelia päivässä (EIA 2020f) ja liuskeöljyn keskimääräinen tuotanto oli 7,7 miljoonaa barrelia päivässä, joka oli noin 63 % kokonaistuotannosta (EIA 2020a). Koko maailman raakaöljyn tuotannosta USA:n liuskeöljyn osuus oli hieman vajaa 10 %. Alla olevassa kuvassa on esitetty kuinka liuskeöljy on vastuussa USA:n raakaöljyn tuotannon lisääntymisestä vuoden 2009 jälkeen.
Kuva 3. USA:n öljyntuotannon kehitys. (EIA 2020c)
3.1 Tunnetut varat
Liuskeöljyvarantojen arviointi koostuu kohteen geologisesta tiedosta ja varannon ominaisuuksista, joista saadaan tietoa kirjallisuudesta ja yhtiöiden raporteista. Tiedoista tarkastellaan kohteen sijaintia (maalla vai merellä), esiintymän syvyyttä maanpinnan tasolta ja myös itse esiintymän laajuutta, liuskeen rakennetta, liuskeiden välejä, orgaanisen aineen kokonaismäärää ja aineen ”kypsyyttä”. Näiden kohtien avulla pyritään saamaan kokonaiskuva alueen resursseista ja arvioimaan resurssien kokonaismäärä ja laskemaan teknisesti hyödynnettävissä olevien resurssien määrä. (EIA 2013a) Uusimman arvion mukaan USA:n ulkopuolella on noin 350 miljardia barrelia liuskeöljyä (Gould &
McGlade 2019). Alla olevassa taulukossa on kuvattu ennen vuotta 2015 löydettyjen ja todennettujen liuskeöljyvarojen määrä. USA:n luku on vuodelta 2018.
0 2 4 6 8 10 12 14
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Miljoonaa barrelia päivässä
Liuske Yhteensä
Taulukko 1. Maailman 10 suurinta hyödynnettävissä olevaa liuskeöljyesiintymää. (EIA 2015, Gould & McGlade 2019)
Kuva 4. Maailman liuskeöljy ja liuskekaasuesiintymät. (EIA 2013b)
maa miljardia barrelia
USA 115
Venäjä 74,6
Kiina 32,2
Libya 26,1
Argentiina 27
Arabiemiraatit 22,6
Chad 16,2
Australia 15,6
Venezuela 13,4
Meksiko 13,1
Yhdysvaltain liuskeöljyntuotantoa on ajanut kolme merkittävää esiintymää: Bakken, Eagle Ford ja Permian. Nämä kolme aluetta tuottavat suurimman osan USA:n liuskeöljystä. Alla olevassa kuvassa on esitetty USA:n eri tuotantoalueet.
Kuva 5. USA:n suurimmat liuskeöljy ja -kaasu esiintymät. (EIA 2020b)
Bakken sijaitsee USA:n pohjoisosassa Pohjois- ja Etelä Dakotan ja Montanan osavaltioissa. Se myös ulottuu jonkin verran Kanadan puolelle. Esiintymä on noin 520 000 neliökilometriä laaja, mutta tuottavin alue on laajuudeltaan noin 31 000 km2. Alue löydettiin jo vuonna 1951, mutta tuotanto alkoi vasta 2000-luvun alussa. Eagle Ford sijaitsee Teksasin osavaltiossa ja sen pääasiallinen tuottava alue on laajuudeltaan noin 16 000 km2. Esiintymä alkoi tuottaa liuskeöljyä vasta 2010-luvulla. Permian sijaitsee myös Teksasissa ja ulottuu hieman myös New Mexicon puolelle. Permianin aluella on tuotettu konventionaalista raakaöljyä ja maakaasua jo 1920-luvulta lähtien, mutta liuskeöljyn tuotanto alkoi hieman Eagle Fordin esiintymän tuotannon jälkeen 2010 ja 2011. Alueen pääsiallinen tuottava alue on 23 000 km2. (Maugeri 2013)
Kuva 6. USA:n liuskeöljyn tuotanto eri alueilla. Miljoonaa barrelia päivässä. (EIA 2020c)
Yllä olevassa kuvassa sekä alla olevassa taulukossa on esitetty USA:n kolmen tärkeimmän tuotantoalueen tuotantomäärät.
Taulukko 2. Tärkeimpien alueiden keskimääräiset tuotantomäärät vuodelta 2019. (EIA 2020c)
alue milj. barrelia/päivä milj. barrelia/vuosi
Bakken 1,44 525
Eagle Ford 1,37 500
Permian 4,32 1575
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Miljoonaa barrelia päivässä
Bakken Eagle Ford Permian Muut
4 TEKNIIKKA
Liuskeöljyn ja liuskekaasun tuotannon on tehnyt kannattavaksi kaksi tekniikkaa, vaakasuuntainen poraus ja vesisärötys. Tekniikat ovat nimensä mukaisia.
Särötysprosessissa pyritään tekemään porattujen kaivojen kautta tiukkaan maa-ainekseen säröjä, joiden kautta niihin varastoitunut öljy tai kaasu saadaan kerättäväksi. Särötyksessä käytetään särötysnestettä, joka on usein vettä, mistä syystä prosessista käytetäänkin nimitystä vesisärötys. Englanninkielinen termi vesisärötykselle on ”hydraulic fracturing”
tai ”fracking”.
Kuva 7. Yksinkertainen kuva liuskeöljyn tuotannosta.
4.1 Poraus
Ennen varsinaisen tuotannon aloittamista porataan alueelle muutama testikaivo, jotta saadaan käsitys esiintymän laajuudesta ja kannattavuudesta. Koska öljy on varastoitunut liuskeeseen sitä ei saada kerättyä perinteisellä pystysuoralla porauksella vaan joudutaan käyttämään myös vaakasuoraa porausta. Vaakasuoralla porauksella päästään käsiksi
suurempaan osaan esiintymän resursseista. Prosessi alkaa poraamalla pystysuora reikä, joka voi olla syvyydeltään jopa yli kaksi kilometriä. Kun kaivannon syvyys on lähellä arvioitua esiintymää, vaihdetaan poraan toisenlainen pää, jolla porauksen voi muuttaa vaakasuuntaiseksi. Vaakasuoran osan pituus voi olla myös lähelle kaksi kilometriä. On yleistä, että samalta porausalueelta porataan useampi kuin yksi reikä, tyypillisesti 6-8.
Tämä parantaa tehokkuutta ja vähentää laitteiston rakentamisen kustannuksia ja myös lieventää ympäristöhaittoja. Jos esiintymä on laaja, on myös mahdollista porata useampia vaakasuuntaisia porauksia samasta pystysuorasta reiästä. Uudet poraukset voivat lähteä eri syvyydeltä tai eri suuntaan kuin alkuperäinen poraus. (Speight 2013)
Poraamisen lisäksi kaivantoon pitää tehdä eristys. Poraamisen jälkeen reikään asennetaan teräsputki, joka toimii muottina. Tämän jälkeen teräsputkeen pumpataan betonimassaa, joka kierrätetään putken ulkopintaa takaisin ylös. Pohjaveden alue eristetään useammalla kerroksella. Kaivannon vaakasuuntaiselle osuudelle tehdään samanlainen operaatio. Kun tarvittava eristys on tehty, tehdään kuoreen särötysprosessiin tarvittavat reiät. Tämä tapahtuu pienillä suunnatuilla räjähteillä. (API 2009) Kuvassa 8 tämä on kuvattu yksinkertaisesti.
Kuva 8. Reikien räjäytys eristeeseen.
Reikien tekemisen jälkeen tapahtuu särötysprosessi. Yhdellä kerralla särötetään noin 300 metriä, joten operaatio joudutaan toistamaan monta kertaa. Seuraavilla kerroilla alue
rajataan putkeen tulevalla betonitulpalla. Kun koko putkiston matka on saatu särötettyä, voi öljyn tuotanto alkaa.
4.2 Särötys
Särötysprosessi koostuu kolmesta vaiheesta. Ensimmäisessä vaiheessa kaivantoon pumpataan kemikaaleja ja happoja sisältävää särötysnestettä niin kovalla paineella, että se ylittää maaperän jännityslujuuden ja muodostaa liuskeeseen haluttuja murtumia.
Kaivannon luonteen mukaan särötysnesteen paine vaihtelee 500 ja 1500 baarin välillä.
(Zhiltsov 2017) Seuraavassa vaiheessa särötysnesteeseen lisätään hiekkaa, jonka tehtävänä on pitää muodostuvia säröjä auki prosessin aikana. Myös muita aineita kuin hiekkaa voidaan käyttää, esimerkiksi keraamisia helmiä, mutta hiekka on yleisimmin käytetty. Viimeisessä vaiheessa kaivantoon pumpataan puhdasta vettä, jonka tarkoituksena on tuoda ylimääräinen hiekka ja kemikaalit pois. (Speight 2013) Kaivantoon pumpatusta nesteestä palautuu takaisin maanpinnalle 10-50 %. Neste käytetään mahdollisuuksien mukaan uudestaan. Se on kuitenkin suolapitoista ja voi sisältää raskasmetalleja, luonnollisesti esiintyviä radioaktiivisia aineita ja särötyskemikaaleja. (Clancy et al. 2018)
Särötysnesteen sisältämän kemikaaliseoksen koostumus vaihtelee kaivannon mukaan.
Kemikaalien tehtävänä on vähentää kitkaa ja korroosiota, tappaa bakteereja, säädellä happamuutta ja muuten parantaa särötysprosessia. (Speight 2013) Kemikaaliseoksen koostumusta ei tiedetä tarkkaan. Vuonna 2015 USA:ssa tuli voimaan asetus, jonka mukaan yhtiöiden pitää ilmoittaa särötyksessä käytettävät kemikaalit tietokantaan, mutta tutkimuksen mukaan noin 20 % käytetyistä kemikaaleista jätettiin ilmoittamatta.
(Konschnik & Dayalu 2015)
Käytetyn särötysnesteen käsittelyssä on tällä hetkellä kolme vaihtoehtoa. Ensinnäkin se voidaan käyttää uudestaan seuraavassa särötyksessä. Tämä on optimaalisin vaihtoehto.
Aina uudestaan käyttäminen ei kuitenkaan ole mahdollista, vaan joudutaan turvautumaan toisiin keinoihin. Toinen tapa on puhdistaa se jätevedenkäsittelyyn tarkoitetussa
laitoksessa sille tasolle, että sen voi laskea luontoon. Kolmas vaihtoehto on pumpata se maaperään sille suunniteltuun kaivantoon. (Speight 2013)
Tuotanto liuskeöljykaivoissa on paljon lyhytikäisempää kuin perinteisissä kaivoissa.
Tuotannon loppumisen jälkeen kaivo tukitaan sementillä vuotojen välttämiseksi.
Tuotantolaitteisto puretaan ja ympäristö palautetaan samankaltaiseen tilaan kuin se oli ennen tuotannon aloittamista. (Speight 2013)
5 YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET
Liuskeöljyn tuotanto on saanut paljon kritiikkiä osakseen prosessin ympäristövaikutusten takia. Koska prosessin ympäristövaikutuksista on vajavaista tietoa, ovat varsinkin porauspaikkojen lähellä asuvat ihmiset huolestuneita mahdollisista uhkista. Paikallisten huolenaiheisiin kuuluu esimerkiksi makean veden käyttö, ilmansaasteet, vesistöjen pilaantuminen, prosessissa käytettävien kemikaalien terveysvaikutukset ja luonnon tuhoutuminen. (Powers et al. 2014)
5.1 Vedenkäyttö
Nykyisin särötyksessä käytetään yleisimmin vettä. Vedenkulutus vaihtelee kaivon mukaan, mutta keskimäärin yhteen kaivoon kuluu noin 10 000 kuutiometriä vettä, josta suurin osa menee särötykseen. Vesi otetaan tavallisimmin pintavesistöistä, mutta joissain tilanteissa myös pohjavedestä. Osa vedestä palautuu takaisin maanpinnalle, mutta suurempi osa jää maaperään. (Torres et al. 2015) Runsas vedenkäyttö aiheuttaa ongelmia erityisesti kuivemmilla alueilla. Veden saatavuus vaikuttaa paikallisesti esimerkiksi maanviljelyyn. Käyttö voi myös johtaa paikallisen vesikierron häiriintymiseen, joka voi aiheuttaa haittaa kasvustolle ja eläimille. (Gallegos et al. 2015)
5.2 Vesistöjen pilaantuminen
Varsinkin lähempänä maanpintaa olevia esiintymiä säröttäessä on mahdollisuus saastuttaa pohjavettä. Muodostuvat säröt saattavat ulottua pohjaveteen, jolloin siihen pääsee sekoittumaan kemikaaleja ja öljyä tai maakaasua. Lisäksi jos porattuun kaivoon ei ole tehty vaadittavia eristyksiä sille osalle, joka on yhteydessä pohjaveteen, voi sitä kautta vuotaa ei-toivottuja aineita. (Speight 2013, 136-137)
Vuotoja saattaa tapahtua myös kuljetusputkistossa ja varastoissa, jotka ovat alttiita erilaisille sääilmiöille. Lisäksi USA:ssa on tyypillistä kuljettaa jätevettä säiliöautoissa
pitkiäkin matkoja, joka lisää kemikaalien ympäristöön ja vesistöihin päätymisen riskiä.
(Clancy et al. 2018) 5.3 Kemikaalit
Kuten aiemmin mainittiin särötyksessä käytettävän kemikaaliseoksen tarkkaa koostumusta ei tiedetä ja se muuttuu käyttökohteen mukaan. Eri kemikaaleja seoksessa on kuitenkin kymmenistä satoihin. Yleisimmin käytetyt kemikaalit suolahappo, metanoli ja erilaiset hiilivedyt aiheuttavat jo pienissä määrin ihon ärtymystä, kemiallisia palovammoja päänsärkyä ja näön hämärtymistä. Suurina annostuksina vaikutukset ovat vakavampia. Kemikaalit saattavat aiheuttaa hengenahdistusta, sokeutta ja jopa tappaa.
(Tuller 2015) Eräässä tutkimuksessa tarkasteltiin 1173:a särötyksessä käytettävää kemikaalia, mutta vain 184:stä oli tietoa saatavissa. Tutkimuksessa löydettiin 14 kemikaalin aiheuttavan syöpää ja 34 kemikaalin mahdollisesti aiheuttavan syöpää. (Xu et al. 2019)
5.4 Ilmansaasteet
Ilmansaasteita syntyy poraus- ja särötyslaitteista, jotka usein toimivat polttomoottoreilla.
Lisäksi jos öljyn yhteydessä on maakaasuesiintymiä, saattaa metaania päästä vuotamaan ilmaan. Yksi huolenaihe ilmansaasteisiin liittyen on piidioksidipöly, jota syntyy tarvittavat hiekan valmistuksessa. Se on vaarallinen ilmansaaste, joka voi aiheuttaa keuhkosyöpää ja silikoosia eli kivipölykeuhkosairautta. Piidioksidipölylle voivat altistua hiekan tuottajat ja myös porauksen parissa työskentelevät henkilöt. (Speight 2013, 132- 133)
5.5 Maanjäristykset
Särötysprosessi aiheuttaa pieniä murtumia maaperään, jotka voivat aiheuttaa paikallisia pieniä maanjäristyksiä. Suurempi vaikutus maanjäristyksiin on kuitenkin maahan pumpattava käytetty särötysneste. Mahdollisuus maanjäristyksiin kasvaa mitä enemmän
jätevettä pumpataan ja mitä tiheämmin kaivot ovat. On kuitenkin muistettava, että riski on erittäin pieni ja vaikutuksia voidaan ennaltaehkäistä tutkimuksilla ja suunnittelulla.
(Dittrick 2012) Esimerkiksi Kanadassa on havaittu useita pieniä alle 4 magnitudin maanjäristyksiä alueella, jossa on suoritettu samaan aikaan särötystä (Schultz et al. 2018).
6 LIUSKEÖLJY ÖLJYMARKKINOILLA
Öljynviejämaiden organisaatio OPEC on 1960-luvulta lähtien enemmän tai vähemmän hallinnut globaalia öljykauppaa. Järjestöön kuuluu pääasiassa Lähi-Idän ja Afrikan maita.
OPEC on voinut tasapainottaa öljyn hintaa tuotantoa säätelemällä. Nykyään pelikentällä on kuitenkin paljon OPECin ulkopuolisia öljyntuottajamaita, kuten Venäjä, jotka kilpaileva asemasta öljymarkkinoilla. Yksi merkittävä taho on USA, joka on tehnyt paluun öljymarkkinoille liuskeöljyn avulla.
6.1 Öljyn hintakriisit
Öljymarkkinoilla on historiassa tapahtunut neljä huomionarvoista kriisiä, joissa öljyn hinta on laskenut merkittävästi (yli 30 %). Ensimmäinen 1986, toinen 2008, kolmas 2014 ja neljäs 2020. Tapauksissa on monia yhtäläisyyksiä, mutta myös eri tekijöitä, jotka ajoivat kriisin syntymistä. Ensimmäisessä tapauksessa 1986 öljyn hinta laski markkinoilla olevan ylimäärän vuoksi. Ylituotannon syy oli öljyn hinnan nousu edeltävinä vuosina, joka houkutteli etenkin OPEC:in ulkopuolisia maita öljyntuotantoon. Samoihin aikoihin öljyn kulutus laski teollistuneissa maissa, joka lopulta johti öljyn hinnan romahtamiseen.
Vuoden 2008 kriisi aiheutui pääasiassa maailmanlaajuisesta taloudellisesta epävakaudesta ja lamasta, joka laski öljyn kysyntää. Toinen syy hintojen laskuun oli öljymarkkinoiden monimutkaistuminen. 2000-luvun alussa öljykauppa siirtyi suuremmissa määrin pörssiin. Vuonna 2008 öljyn päivittäinen kaupankäynnin määrä oli 15-kertainen tuotantoon verrattuna. Näillä kaupankäynneillä ja niiden spekulaatiolla oli merkittävä vaikutus öljyn hinnan laskuun.
Viimeisin vuoden 2014 kriisi oli sekoitus kahta aiempaa, mutta siinä oli mukana myös muita elementtejä. Öljyn kysyntä oli laskussa ja markkinat paperilla loivat epävarmuutta.
Tilanteessa oli kuitenkin uusi tekijä, Yhdysvaltain liuskeöljy. Tavallisesti öljyn hinnan laskua hillitään tuotantoa vähentämällä. Vuoden 2014 tapauksessa näin ei kuitenkaan tehty, vaan OPEC:in jäsenmaat pitivät öljyhanat auki. OPEC:in tavoitteena oli antaa
markkinoiden korjata öljyn hinnan. Varsinkin silloinen raakaöljyn suurin tuottaja Saudi- Arabia uskoi, että hintojen lasku vähentää luonnollisesti liuskeöljyn ja muut kalliimman öljyn tuottajat pois. OPEC-maat eivät myöskään halunneet vähentää markkina- asemaansa, koska siitä uskottiin olevan tulevaisuuden kannalta enemmän haittaa kuin lyhytaikaisesta tappion tekemisestä. OPEC mahdollisesti toivoi USA:n hallituksen puuttuvan peliin ja tekemään sopimuksen tuotannon vähentämisestä. USA:n oli kuitenkin vaikea tehdä tällaista päätöstä, koska liuskeöljyn tuotanto oli monen pienen yksityisen yhtiön hallinnassa. USA:n hallitus toteutti samaa ajatusmallia kuin OPEC ja uskoi markkinoiden korjaavan itsensä. (Ramady & Mahdi 2015)
Vuonna 2020 huhtikuun 20. päivä WTI-öljyn hinta laski ensimmäistä kertaa historiassa negatiiviseksi. Öljyn kysyntä laski koronaviruksen takia ja tuottajat eivät laskeneet tuotantomääriään, joka johti ylimäärään. Huhtikuun 20. päivä oli myös toukokuun futuurisopimuksen viimeinen päivä, joten silloin ne osapuolet, joilla ei ollut säilytystilaa öljylle pyrkivät myymään sitä. Kysyntä oli kuitenkin heikkoa, koska suurimmalla osalla oli jo varastot täynnä. Tämä johti lopulta siihen, että myyjät maksoivat ostajalle öljyn varastoinnista. Öljyä on alettu varastoimaan jopa öljytankkereihin. Tilanteesta hyötyvät varastojen omistajat, jotka vuokraavat tiloja. (Jones 2020, Watts & DeCambre 2020, Sardana 2020)
6.2 Muutos markkinarakenteessa
Uusien tuottajien tuleminen markkinoille sai kuitenkin OPECin pohtimaan markkina- asemaansa. Pitkällä tähtäimellä USA:n lisääntynyt tuotanto on hyvä asia sillä se tasapainottaa markkinoita ja auttaa kohtaamaan tulevaisuuden kasvavaa kysyntää.
Lyhyellä tähtäimellä se taas koettiin uhkana ja kovana kilpailijana joillekin OPECin maille. Liuskeöljyn tulemista pidettiin kuitenkin varmana ja vaikka tuotanto keskeytyisi alhaisen öljyn hinnan mukana, se lähtisi uudestaan käyntiin, kun hinta taas nousisi.
Myöskään OPECin maat eivät selviäisi loputtomiin alhaisilla öljyn hinnoilla, koska monen maan talous riippuu suuresti öljyn viennistä. Varsinkin pienemmät OPEC-maat
kärsivät rajusti alhaisista hinnoista. (Ramady & Mahdi 2015) Alla olevassa kuvassa on esitetty kolme suurinta raakaöljyn tuottajamaata.
Kuva 9. Raakaöljyn kolme suurinta tuottajaa. (EIA 2020d)
6.3 Vaikutukset öljyn hintaan
Öljyn hinta muodostuu loppupeleissä kysynnästä ja tarjonnasta. Öljyä myydään ja ostetaan suurimmaksi osaksi tulevaisuuden sopimuksilla eli futuureilla. Näillä sopimuksilla voidaan lukita öljyn myyntihinta, vaikka oikea hinta muuttuisi.
Futuurisopimukset suojaavat ostajia ja myyjiä öljyn hinnan vaihteluilta. Ostajalle sopimuksesta on hyötyä, jos öljyn hinta nousee ja vastaavasti myyjälle, jos hinta laskee.
Futuureita ostavat ja myyvät myös tahot, jotka eivät käytä öljyä mihinkään vaan koittavat hyötyä hinnan vaihteluista. On myös mahdollista ostaa öljyä kertatoimituksella, jolloin hinta määräytyy sen aikaisen markkinahinnan mukaan. (EIA 2020i)
Öljyn hintaa tarkastellessa käytetään pääasiassa kahta vertailuarvoa: Brent ja WTI. Brent kertoo globaalin öljyn hinnan ja WTI (West Texas intermediate) on vahvasti kytketty
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Miljoonaa barrelia päivässä
Venäjä Saudi Arabia USA
USA:n tuotantoon. Historiassa nämä kaksi vertailuarvoa ovat pysyneet hyvin lähellä toisiaan. Vuodesta 2010 eteenpäin kuitenkin WTI oli selvästi halvempi kuin Brent, kuten kuvasta 9 voidaan havaita. Tämä johtui lisääntyneestä liuskeöljyn tuotannosta.
Kuva 10. Brent-öljyn ja WTI-öljyn hinnan kehitys ajan funktiona. (Investing.com)
Vuoden 2010 jälkeen USA:n öljynjalostamot olivat uudenlaisen tilanteen edessä liuskeöljyn tuotannon kasvun vuoksi. Raakaöljyä tuotettiin paljon enemmän kuin jalostamoilla oli kapasiteettia. Lisääntyneen tuotannon ja vajavaisen jakeluverkoston myötä muodostui pullonkauloja, jotka laskivat tehokkuutta ja öljyn hintaa Yhdysvalloissa. Tehokkuuden lasku ajoi yhtiöitä laajentamaan jakeluverkostoja ja kuljettamaan öljyä kalliillakin tavoilla, kuten junilla. Ylituotannon haittoja pahensi vielä 1975 asetettu vientirajoitus, joka kielsi raakaöljyn viennin ulkomaille. (Melek & Ojeda 2017) Jalostajat kuitenkin hyötyivät raakaöljyn hinnan laskusta, sillä vientirajoitus ei koskenut jalostettuja tuotteita kuten bensiiniä ja dieseliä. Näiden tuotteiden hinta määräytyi globaalin öljyn hinnan mukaan. Koska öljyn hinta USA:ssa oli halvempi kuin globaalisti, tekivät öljynjalostamot enemmän voittoa. Yhden prosentin hinnanlaskua
0 20 40 60 80 100 120 140 160
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
USD
WTI Brent
kohti jalostamot tekivät noin 3 % parempaa tulosta. (Walls & Zheng 2016) Liuskeöljyn tuotanto siis vaikuttaa vahvasti WTI öljyn hintaan, mutta vaikutukset eivät heijastu kuluttajille kovinkaan vahvasti.
USA:n liuskeöljyn vaikutus globaaliin öljyn hintaan ei ole ollut merkittävä, vaikka niin voisi luulla. Esimerkiksi vuosien 2014-15 öljyn hinnan romahdus ei johtunut yksinomaan liuskeöljyn lisääntyneestä tuotannosta vaan oli monien tekijöiden summa ja samankaltainen luisu olisi tapahtunut myös ilman liuskeöljyä. Jotain vaikutusta lisääntyneellä tuotannolla kuitenkin oli. Liuskeöljyn silloisen tuotannon huipussa 2014, liuskeöljy oli laskenut Brent-öljyn hintaa 10 dollarilla. Hintaeron tasoittumista auttoi vuoden 2015 lopussa poistettu USA:n raakaöljyn vientikielto. (Kilian 2017a)
6.4 Liuskeöljyn tuotannon kehitys
OPECin toiveet liuskeöljyn tuotannon merkittävästä vähentymisestä olivat turhia. Öljyn tuotanto ei kärsinyt niin paljoa kuin odotettiin, vaikka öljyn hinta laski merkittävästi 2014-2015. Liuskeöljyn tuotanto oli alkuvaiheessa kytketty suuresti uusien kaivojen määrään kuten kuvasta 10 nähdään, mutta vaikka aktiivisten porausyksikköjen määrä tippui huomattavasti, öljyn tuotanto ei laskenut samassa suhteessa. Yksi selittävä tekijä on aiemmin porattujen kaivojen lukumäärä. (Kleinberg at al. 2016) Öljyn tuotantomäärä laskee yksittäisessä liuskeöljykaivossa paljon nopeammin kuin perinteisessä kaivossa.
Esimerkiksi Eagle Fordin esiintymässä yhden kaivon tuottavuus laskee keskimäärin 74
% ensimmäisen vuoden jälkeen, 47 % toisen ja 19 % kolmannen vuoden jälkeen. Tämä tarkoittaa, että kolmannen vuoden jälkeen tuottavuus on vain 11 % alkuperäisestä.
(Wachtmeister et al. 2017) Liuskeöljyä tuottavia kaivoja kuitenkin porataan lukumääräisesti paljon enemmän ja vanhemmat kaivot jäävät tuottamaan, vaikka tuotantomäärä onkin pienempi. Tästä syystä monen kaivon alueella kokonaistuotanto tippuu vuodessa keskimäärin vain noin 28 %. (Kleinberg et al. 2016)
Kuva 11. Liuskeöljyn tuotannon ja aktiivisten porausyksikköjen määrän kehitys. (EIA 2020c)
Toisaalta myös yksikkökohtainen tuottavuus on parantunut kuten kuvasta 11 voidaan todeta. Tämä osaltaan laskee tarvittavien porausyksiköiden määrää.
Kuva 12. Porausyksikkökohtainen tuottavuuden kehitys. (EIA 2020c)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Porausyksiköiden lukumäärä
Miljoonaa barrelia päivässä
Tuotanto Porausyksiköt
0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Yksikkökohtainen tuottavuus bbl/d
Eagle Ford Bakken Permian
6.5 Tuotannon kannattavuus
Kun markkinahinnat ovat korkealla ja yhtiöiden voittomarginaali kasvaa, kiinnostus lisääntyy vaikeasti saatavilla oleviin resursseihin ja kalliimpiin tuotantomuotoihin.
Hintojen laskiessa taas luonnollisesti palataan halvempaan ja varmempaan tuotantoon.
Kun arvioidaan hankkeen kannattavuutta pitää laskea koko elinkaaren kustannukset, arvioida öljyntuotannon kokonaismäärä ja hinnan vaihtelut. Tuotannon kokonaiskustannukset koostuvat investointikustannuksista eli kaivon rakentamisesta ja tuotantokustannuksista. (Kleinberg et al. 2016)
Liuskeöljyn kaivannon hinta muodostuu kuudesta komponentista: poraus, eristeet, pumppaus, särötysneste, hiekka ja muut kustannukset. Muut kustannukset sisältävät esimerkiksi tarvittavat laitteistot, vakuutukset ja konsultoinnin. Alla olevassa kuvassa on esitetty komponenttien prosentuaalinen osuus kokonaiskustannuksista.
Kuva 13. Kaivannon kustannukset. (EIA 2016)
Käyttökustannukset koostuvat neljästä tekijästä: kiinteät käyttökustannukset, veden käsittely, yleiset ja hallinnolliset kustannukset ja kuljetukset. Kiinteisiin kustannuksiin kuuluu esimerkiksi öljyn nostamiseen tarvittava energia ja huollot. Suurin osa veden
Poraus 15 %
Eristys 11 %
Pumput ja laitteet Hiekka 25 %
14 % Särötysneste
12 % Muut
23 %
käsittelyyn kuuluvista kustannuksista sisältyy kaivannon kustannuksiin, mutta 30 päivän jälkeen niistä tulee käyttökustannuksia. Tällaisiin veden käsittelyihin sisältyy muun muassa veden puhdistus ja loppusijoitus. (EIA 2016)
Taulukko 3. Valittujen alueiden kustannukset vuonna 2014. (EIA 2016) alue kaivon kustannukset milj.
USD
tuotantokustannukset USD/bbl
Bakken 7,8 15-37,50
Eagle Ford 7,5 15,50-24,50
Permian 7,5 13,30-33,80
Eagle Fordin alueella yhden kaivon keskimääräiseksi kokonaistuotannoksi on vuonna 2014 arvioitu noin 200 000 barrelia. (EIA 2018b) Lasketaan tämän tiedon ja taulukossa 3 esitettyjen tietojen perusteella kaivon eliniän keskimääräiset kustannukset Eagle Fordin alueella. Tuotannon kokonaiskustannuksiksi vuonna 2014 tulee 20 $
bbl∗ 200 000 bbl = 4 000 000 $. Tähän lisättynä kaivon kustannukset eliniän kustannuksiksi tulee 11,5 miljoona dollaria. Tämä tarkoittaa, että öljyn hinnan piti olla yli 11,5∗10
6 $
0,2∗106 bbl= 57,5 $
𝑏𝑏𝑙, jotta operaatio olisi kannattava.
Liuskeöljyn kannattavuusraja on tullut kuitenkin vuosien aikana alemmas. Nykyisin keskimääräinen liuskeöljyn tuotannon kannattavuusraja on 46 dollaria. Se ei ole kovinkaan paljoa hintavampaa kuin Lähi-Idän öljy, jonka kannattavuusraja on 42 dollaria.
(Rystad Energy 2019)
6.6 Voittajat ja häviäjät
USA:n liuskeöljyn tuleminen markkinoille oli osasyy öljyn hinnan laskulle. Lisäksi USA:n öljynjalosteiden vienti lisääntyi halvan öljyn myötä. Toisille nämä olivat positiivisia tapahtumia ja toisille niistä oli merkittävää haittaa. Kaikkein suurimpia häviäjiä olivat öljynviejämaat niiden menetettyä markkinaosuutta ja tuloja öljyn halpenemisen myötä. Esimerkiksi Saudi Arabian raakaöljyn vienti kärsi, koska muut maat ostivat USA:sta valmiiksi jalostettuja tuotteita. Karkean arvion mukaan Saudi Arabia menetti liuskeöljyn takia vuosien 2008 ja 2015 välisenä aikana noin 1,3 miljardia dollaria kuukaudessa, joka tekee yhteensä noin 100 miljardia dollaria. (Kilian 2017b)
Öljyn hinnan laskusta hyötyivät öljyn kuluttajamaat, suurimpina Kiina ja Intia. Nämä maat täyttivät kaikki strategiset varastonsa halvalla öljyllä ja rakensivat jopa lisää.
(Ramady & Mahdi 2015)
USA on voinut liuskeöljyn vuoksi vähentää riippuvuuttaan muista öljyntuottajamaista, ja itse myös aloittanut raakaöljyn viennin. Alla olevassa kuvassa on esitetty Yhdysvaltain raakaöljyn kulutus, tuotanto, tuonti ja vienti.
Kuva 14. USA:n raakaöljyn kulutus, tuotanto, tuonti ja vienti. (EIA 2020d)
0 5000 10000 15000 20000 25000
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Miljoonaa barrelia päivässä
Kulutus Tuotanto Tuonti Vienti
Liuskeöljyn tuotanto on luonut uusia työpaikkoja alalle. Ennen liuskeöljyä öljyn- ja kaasuntuotannon alalla työskenteli noin 120 000 henkilöä. Vuoden 2019 lopussa noin 160 000 työntekijää. Korkeimmillaan työllisyys oli vuoden 2014 lopussa, jolloin alalla työskenteli noin 200 000 henkilöä. (BLS 2020) Lisäksi töitä on syntynyt öljyn kuljetuksen ja käsittelyn alalla. Vuonna 2015 öljyn ja maakaasun parissa työskenteli yhteensä noin 8 miljoonaa työntekijää. Alan osuus bruttokansantuotteesta vuonna 2015 oli 6,3 %. (API 2017)
7 TULEVAISUUDENNÄKYMÄT
On ennustettu, että nykyisellä toimintamallilla öljyn kysyntä jatkaa kasvuaan vuoteen 2040 asti, jolloin se saavuttaa huipun 106 miljoonaa barrelia päivässä. Kestävän kehityksen mallilla öljyn kulutus kuitenkin saavuttaa jo lähivuosina huipun ja laskee 67 miljoonaan barreliin päivässä vuoteen 2040 mennessä. (IEA 2019)
Liuskeöljyllä on potentiaalia kahdeksassa maassa. Suurimmat odotukset ovat Kanadassa, Argentiinassa ja Venäjällä. USA:n kaltaista tuotantoa on kuitenkin vaikea saavuttaa muualla johtuen puutteellisesta teknologiasta ja osaamisesta. USA:n hyvä menestys liuskerintamalla on myös vähentänyt kansainvälisten yritysten kiinnostusta muita maita kohtaan. Arvion mukaan vuoteen 2040 mennessä USA:n ulkopuolella liuskeöljyä tuotetaan 3,5 miljoonaa barrelia päivässä. Laajentuminen tuskin kuitenkaan tapahtuu ennen kuin USA:n tuotanto saavuttaa huippunsa. Öljyn käytön ollessa epävarmaa tulevaisuudessa voi liuskeöljy olla looginen vaihtoehto monille yrityksille ja maille, sillä kaivot ovat nopeita perustaa ja lyhytikäisiä, jolloin markkinoiden ennustaminen on helpompaa. Teknologian kehittyessä tuotanto voi helpommin levitä muihin maihin, uusia esiintymiä on mahdollista löytää enemmän ja kannattavuusraja voi alentua. Tuottavimmat alueet kuitenkin ehtyvät ja tulevaisuudessa joudutaan todennäköisesti poraamaan enemmän kaivoja tuotannon ylläpitämiseksi. (Gould & McGlade 2019)
Hinnan vaihtelu vaikuttaa paljon enemmän liuskeöljyn tuottajiin verrattuna perinteiseen öljyyn. Liuskeöljyn tuotannon ollessa yksityisten yritysten hallinnassa, konkurssiin menemisen riski on suurempi. Varsinkin pienemmät yritykset, joilla ei ole tukiverkostoa kärsivät alhaisista hinnoista.
USA:n polttoaineiden kulutus vuonna 2019 oli 20,5 miljoonaa barrelia päivässä eli noin 7,5 miljardia barrelia vuodessa (EIA 2020g). Jos yhdestä barrelista polttoaineisiin käytetään noin 75 % niin raakaöljyä tarvitaan 10 miljardia barrelia vuodessa. Nykyisellä kulutuksella USA:n todennetut liuskeöljyvarannot 115 miljardia barrelia riittäisivät hieman yli 11 vuodeksi, jos kaikki öljy tulisi USA:n liuskeesta. Alla olevassa kuvassa on
esitetty ennuste USA:n raakaöljyn kokonaistuotannosta ja liuskeöljyn osuudesta. Kuvasta nähdään, että liuskeöljyn tuotannon huipuksi on arvioitu noin 10 miljoonaa barrelia päivässä. Tällä tuotantomäärällä liuskeöljyä riittäisi noin 31 vuodeksi.
Kuva 15. Ennuste USA:n raakaöljyn tuotannosta. (EIA 2020e)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
2020 2025 2030 2035 2040 2045
Miljoonaa barrelia päivässä
Yhteensä Liuske
YHTEENVETO
Liuskeöljy on epäkonventionaalista öljyä, joka on varastoitunut maaperään. Tuotanto perustuu kahteen vanhaan tekniikkaan: vaakaporaukseen ja vesisärötykseen.
Tuotantoprosessissa porataan pystysuora reikä, joka muutetaan vaakasuuntaiseksi.
Tämän jälkeen kaivantoon pumpataan kovalla paineella vettä, kemikaaleja ja hiekkaa, jotka tekevät säröjä maaperään, joista öljy vapautuu. Tuotantoa on kritisoitu sen ympäristövaikutusten takia. Prosessissa kuluu noin 10000 litraa vettä, joka usein otetaan pintavesistä. Lisäksi prosessin parantamiseen käytetään paljon kemikaaleja, joista osa on terveydelle haitallisia.
Tuotanto on tällä hetkellä keskittynyt Yhdysvaltoihin, mutta myös muualla on paljon todettuja resursseja. Tuotanto on alkanut suuressa mittakaavassa 2008 taantuman jälkeen ja sen käynnisti tekniikan kehittyminen, tuotantoon sopiva infrastruktuuri ja valtion tuki.
Liuskeöljy vaikuttaa suuresti Yhdysvaltain WTI-öljyn vertailuhintaan. Globaaliin öljyn hintaan sillä on vain vähän vaikutusta, koska liuskeöljyn tuotanto on alle 10 % koko maailman öljyn tuotannosta. Liuskeöljy on kuitenkin vienyt markkina-asemaa perinteisiltä öljyntuottajilta. Liuskeöljyn tuotanto on tällä hetkellä suurimmaksi osin yksityisten yritysten hallinnassa ja on haavoittuvampi perinteiseen öljyntuotantoon verrattuna, jos öljyn hinta laskee. Tuotanto tulee todennäköisesti lisääntymään tulevaisuudessa, kun tekniikka kehittyy entisestään.
LÄHDELUETTELO
Alquist, R. & Guenette, J.-D., 2013. A blessing in disguise: The implications of high global oil prices for the North American market. Energy policy, 2014, vol. 64, C, 49-57.
API, American Petroleum Institute, 2017. Impacts of the natural gas and oil industry on the US economy in 2015. [verkkojulkaisu]. [viitattu 3.5.2020]. Saatavissa:
https://www.api.org/~/media/Files/Policy/Jobs/Oil-and-Gas-2015-Economic-Impacts- Final-Cover-07-17-2017.pdf
API, American Petroleum Institute, 2009. Hydraulic fracturing operations – Well construction and integrity guidelines. API guidance document HF1 first edition, October 2009.
Baker Hughes, 2020. International rig count. [verkkojulkaisu]. [viitattu 10.4.2020].
Saatavissa: https://rigcount.bakerhughes.com/static-files/643bbb63-f3b7-4400-9078- a53e05c0ca6d
BLS, U.S. Bureau of Labor Statistics, 2020. Oil and gas extraction: NAICS 211.
[verkkojulkaisu]. [viitattu 3.5.2020]. Saatavissa: https://www.bls.gov/iag/tgs/iag211.htm Clancy, S. A., Worral, F., Davies, R. J. & Gluyas, J. G., 2018. The potential for spills and leaks of contaminated liquids from shale gas developments. Science of The Total Environment 626:1463-1473.
Dittrick, P., 2012. NRC studies earthquake risk from hydraulic fracturing. Oil &gas journal, June 2012, vol.110:6, 22-23.
EIA, U.S Energy information administration, 2020a. How much shale (tight) oil is produced in the United States? [verkkosivu]. [viitattu: 9.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=847&t=6
EIA, U.S Energy information administration, 2020b. Drilling productivity report, March 2020. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 9.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/petroleum/drilling/pdf/dpr-full.pdf
EIA, U.S Energy information administration, 2020c. Drilling productivity report, Report data. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 10.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/petroleum/drilling/archive/2020/01/#tabs-summary-2
EIA, U.S Energy information administration, 2020d. Annual petroleum and other liquids production. [verkkosivu]. [viitattu: 11.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/international/data/world/petroleum-and-other-liquids/annual- petroleum-and-other-liquids-production
EIA, U.S Energy information administration, 2020e. Annual energy outlook 2020. Table 14. Oil and gas supply. [verkkosivu]. [viitattu: 15.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/outlooks/aeo/data/browser/#/?id=14- AEO2020&cases=ref2020&sourcekey=0
EIA, U.S Energy information administration, 2020f. Crude oil production. [verkkosivu].
[viitattu: 20.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/dnav/pet/pet_crd_crpdn_adc_mbblpd_a.htm
EIA, U.S Energy information administration, 2020g. How much oil is consumed in the United States? [verkkojulkaisu]. [viitattu: 20.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=33&t=6
EIA, U.S Energy information administration, 2020h. Short term energy outlook, global liquid fuels. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 22.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/outlooks/steo/report/global_oil.php
EIA, U.S Energy information administration, 2020i. What drives crude oil prices?
[verkkojulkaisu]. [viitattu: 3.5.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/finance/markets/crudeoil/financial_markets.php
EIA, U.S Energy information administration, 2019. Oil: crude and petroleum products explained. [verkkosivu]. [viitattu:8.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/energyexplained/oil-and-petroleum-products/
EIA, U.S Energy information administration, 2018a. U.S. crude oil production efficiency continues to improve. [verkkosivu]. [viitattu: 9.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=36012
EIA, U.S Energy information administration, 2018b. Oil and natural gas recourses and technology. Annual energy outlook 2018. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 15.4.2020].
Saatavissa:
https://www.eia.gov/outlooks/aeo/pdf/Oil_and_natural_gas_resources_and_technology.
EIA, U.S Energy information administration, 2016. Trends in U.S. oil and natural gas upstream costs. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 15.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/analysis/studies/drilling/pdf/upstream.pdf
EIA, U.S Energy information administration, 2015. World shale resource assessments.
[verkkosivu]. [viitattu: 11.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/analysis/studies/worldshalegas/
EIA, U.S Energy information administration, 2013a. Shale gas and shale oil resource assessment methodology. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 11.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/analysis/studies/worldshalegas/pdf/methodology_2013.pdf
EIA, U.S Energy information administration, 2013b. Technically recoverable shale oil and shale gas resources: An assessment of 137 shale formations in 41 countries outside
the United States. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 11.4.2020]. Saatavissa:
https://www.eia.gov/analysis/studies/worldshalegas/archive/2013/pdf/fullreport_2013.p df
Gallegos, T., Varela, B., Haines, S. & Engle, M., 2015. Hydraulic fracturing water use variability in the United States and potential environmental implications. Water resources research, July 2015, vol.51:7, 5839-5845.
Gould, T. & McGlade, C., 2019. Could tight oil go global? International energy agency.
[verkkojulkaisu]. [viitattu: 20.4.2020]. Saatavissa:
https://www.iea.org/commentaries/could-tight-oil-go-global
IEA, 2019. World Energy Outlook 2019, Paris. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 20.4.2020].
Saatavissa: https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2019
Investing.com, 2020. Brent crude oil & WTI crude oil. [verkkosivu]. [viitattu 15.4.2020].
Saatavissa: https://fi.investing.com/commodities/
Jones, B., 2020. Power line: The real reason crude oil went negative, top oil stock picks, and why the clean-energy transition endures. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 7.5.2020].
Saatavissa: https://www.businessinsider.com/power-line-why-oil-prices-went-negative- levels-of-detail-2020-4?r=US&IR=T
Kilian, L., 2017a. How the tight oil boom has changed oil and gasoline markets. CESifo working paper No.6380.
Kilian, L., 2017b. The impact of the fracking boom on Arab oil producers. The energy journal 2017, vol. 38:6.
Kleinberg, R., Paltsev, S., Ebinger, C., Hobbs, D. & Boersma, T., 2016. Tight oil development economics: Benchmaks, breakeven points, and inelastics. Energy economics, February 2018, vol. 70, 70-83.
Konschnik, K. & Dayalu, A., 2015. Hydraulic fracturing chemicals reporting: Analysis of available data and recommendations for policymakers. Energy Policy 88 (2016) 504- 514.
Maugeri Leonardo, 2013. The shale oil boom: A US phenomenon. Discussion paper 2013-05, Belfer center for science and international affairs, Harvard Kennedy school.
Melek, N. & Ojeda, E., 2017. Lifting the U.S. crude oil export ban: Prospects for increasing oil market efficiency. Economic review – Federal reserve bank of Kansas City, Q2, 2017, vol. 102:2, 51-47.
Olsen, T., 2015. Working with tight oil. Chemical engineering progress, April 2015, vol.
111:4, 35-39.
Peach, J.T. & Adkisson, R.V., 2017. Technological and institutional interaction in the shale oil revolution. Journal of economic issues 3 April 2017, Vol. 51:2, 423-430.
Powers, M., Saberi, P., Pepino, R., Strupp, E., Bugos, E. & Cannuscio, C., 2014. Popular epidemiology and “fracking”: Citizens’ concerns regarding the economic, environmental, health and social impacts of unconventional natural gas drilling operations. Journal of community health 2015, vol.40:3, 534-541.
Ramady, M. & Mahdi, W., 2015. OPEC in a shale oil world: Where to next? ISBN 978- 3-319-22371-1
Rystad Energy, 2019. Rystad energy ranks the cheapest sources of supply in the oil industry. [verkkosivu]. [viitattu 19.4.2020]. Saatavissa:
https://www.rystadenergy.com/newsevents/news/press-releases/Rystad-Energy-ranks- the-cheapest-sources-of-supply-in-the-oil-industry-/
Sardana, S., 2020. Traders are using giant supertankers to store 160 million barrels of oil as the coronavirus torpedoes demand. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 7.5.2020]. Saatavissa:
https://www.businessinsider.com/oil-price-crash-record-amounts-stored-in-tankers- coronavirus-2020-4?r=US&IR=T
Schultz, R., Atkinson, G., Eaton, D.W., Gu, Y.J. & Kao, H., 2018. Hydraulic fracturing volume is associated with induced earthquake productivity in the Duvernay play. Science (New York, N.Y.) January 2018, vol.359:6373, 304-308
Speight, J.G., 2013. Shale gas production process. Gulf professional publishing. ISBN 978-0-12-404571-2
Torres, L., Yadav, O.P. & Khan, E., 2015. A review on risk assessment techniques for hydraulic fracturing water and produced water management implemented in onshore unconventional oil ang gas production. The science of the total environment 01, January 2016, vol. 539, 478-493.
Tuller, D., 2015. As fracking booms, Dearth of health risk data remains. Health affairs (Project Hope) 34:903-906.
Wachtmeister, H., Lund, L., Aleklett, K. & Höök, M., 2017. Production decline curves of tight oil wells in Eagle Ford shale. Natural resources research, vol. 26:3, July 2017.
Watts, W. & DeCambre, M., 2020. U.S. oil benchmark crashes below $0 a barrel to mark historic plunge. [verkkojulkaisu]. [viitattu: 7.5.2020]. Saatavissa:
https://www.marketwatch.com/story/us-oils-may-contract-skids-about-20-at-nadir-as- crudes-woes-continue-2020-04-19?mod=article_inline
Wells, W.D. & Zheng, X., 2016. Shale oil boom and the profitability of US petroleum refiners. OPEC energy review, December 2016, vol.40:4, 337-353.
Xu, X., Zhang, X., Carrillo, G., Zhong, Y., Kan, H., Zhang, B., 2019. A systematic assessment of carcinogenicity of chemicals in hydraulic-fracturing fluids and flowback water. Environmental Pollution 251:128-136.
Zhang, X.S., Wang, H.J., Ma, F., Sun, X.C., Zhang, Y. & Song, Z.H., 2016. Classification and characteristics of tight oil plays. Petroleum science 2016, vol. 13:1, 18-33.
Zhiltsov, S., 2017. Shale gas: Ecology, Politics, Economy. The Handbook of Environmental Chemistry 52. ISBN 978-3-319-50273-1.
